浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

井博勋，莒菲

（天津市化工设计院，天津 300193）

浅议绿色化工技术在化学工程工艺中的应用

井博勋，莒菲

（天津市化工设计院，天津 300193）

我国目前传统化工行业所造成的污染是急需解决的重大问题，在这样的环境和背景下，绿色化工技术在化工领域的研发和推广就显得尤为重要。本文对绿色化工技术在原料以及无毒害催化剂方面的选用进行简述，并对绿色化工技术在清洁生产、生物技术、生产环境友好型产品等领域的应用进行了综述。

绿色化工；无毒害催化剂；清洁生产；生物技术；环境友好型产品

目前，传统的化工工业在为我们创造着丰富的物质资源的前提下，也带来了大量的有毒有害残余物，对环境及生态造成很严重的污染。近年，我国已认识到化工污染带来的严重问题，大力提倡节能减排，力求保护环境。在此前提下，我国将绿色化工技术的开发和应用作为实现可持续发展战略的方法。绿色化工技术可以在化工生产过程中极大限度的利用资源，采用无毒害溶剂、原料、催化剂等，在成品产出过程中采用无污染、低耗、节能的工艺技术，减少废物的产生或者不产生废物，从而达到不污染环境和生态的目的。可见，现代化学工业的发展趋势和急需加快步伐的前沿技术正是绿色化工技术在化工领域的开发和应用，同时也是我国减少化工行业带来负面影响的强有效的手段。本文就此阐述绿色化工技术的现状和在化工行业的应用及发展。

1 绿色化工技术

绿色化工技术是通过改进改良现有的化学技术及方法，对化学原理的应用和使用工程技术来减少甚至消除化工原料、催化剂、溶剂、化学废物或化工产品等能够污染环境的物质，实现废物零排放，减少其对人类健康和生态环境的危害，建立友好环境。用“资源-产品-再生资源”这种全新的循环物质流动过程替换掉过去的“资源-废物”方式排放的流动过程。利用先进的绿色化工技术，研究出新型环保产品，及绿色工艺技术的运用实现清洁生产，从而大幅度降低三废排放量【1】。

21世纪，绿色化工技术已经被国际发达国家在化学有机合成、生物化学、分析化学、催化等领域列为主要的研究发展方向之一。在我国制定的“九五”发展规划中，绿色化学与技术在酿造、制药、造纸、印染、海水淡化等行业作为应逐渐补充及开发应用的重大研究项目。

2 绿色化工技术的开发

2.1 原料的选用

绿色化工科技的发展，如果不从化工污染、化学反应的源头着手，那么始终是治标不治本而且十分被动的措施。那么化工科技及工艺发展过程中，选择无毒害溶剂、原料、催化剂等化学原料来进行化工生产、制作化工产品可实现零排放、零污染的清洁生产和加工原则，有效防止和控制化学污染的产生。近年较为常见的无害化学原料为：野生植物、农作物等生产物质。将芦苇、树木等天然野生植物纤维，以及稻草、麦秸和蔗渣等农副产品的废弃物作为原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。还有利用生物质气化产生氢气等，都是绿色化工技术中原料选择应用的非常好的例子。

2.2 无毒害催化剂的选用

在百分之九十的化工生产中催化剂是提高反应速率的必需品。然而在绿色化工科技的开发过程中，无毒害的烷基化固相催化剂是国内外研发工作的重点。南京大学徐国际【2】利用环境友好性绿色化合成过程对烯丙基醇类化合物作为烷基化试剂，在无溶剂的条件下对1，3-二羰基化合物进行直接烷基化反应，反应后处理步骤简单，且催化体系可以循环使用，四次催化循环后收率仍然能大于84%。

3 绿色化工技术在化学工业中的应用

3.1 清洁生产技术

清洁生产技术是无毒、无害、无污染、无废物排放的绿色化工技术，包括辐射热加工技术，绿色催化技术，临界流体技术等。在冶金工业、印染工业、煤气化、制甲醇、垃圾处理、海水淡化等行业都得到了很好的运用。此外先进的脱硝脱硫技术、垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能太阳能等自然能发电技术等等这些都利用了清洁生产技术。

例如，海水淡化技术的应用不仅解决了我国淡水资源匮乏的现状，还利用有效的化学方法将海水中的盐水分离，在海水淡化的预处理过程中不会产生任何对环境状况的不良影响，也没有对生态环境造成伤害。而且，在海水淡化预处理过程中所产生的氢氧化镁作为一种成本低廉、工艺简单、不产生二次污染的清洁化工产品，具有非常广阔的发展前景。

3.2 生物技术

生物技术领域包含细胞、基因、微生物和酶等技术范畴，其主要应用在化学仿生学和生物化工两个方面。生物酶在作为一种在生物体内的催化剂，具有高效、转移性，可以参与到各个生物化工的合成过程中。另外，化学仿生学中的膜化学技术也是这一领域中广泛应用的生物技术。

在绿色化工技术中采用生物技术，可以利用再生资源合成化学品。从早期来源于动植物中的有机化合物原料，到后来以石油和煤炭作为原料。例如，在绿色化学工程与工艺中，制备丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且没有污染环境副产物产生。由此可见，利用广泛存在于自然界中的酶当做催化剂，与工业酶及一般的化学催化剂相比，自然界中的酶具有无污染、反应条件温和、产物性质优良的特点。

3.3 生产环境友好型产品

环境友好产品，指在产品的整个生命周期内对环境友好的产品，也称为环境无害化产品或低公害产品。它包括低毒涂料、节水、节能设备、生态纺织服装、无污染建筑装饰材料、可降解塑料包装材料、低排放污染物的汽车、摩托车、绿色食品、有机食品等。这些产品的生产工艺都要应用绿色化工技术，从而在生产过程中降低能耗、节约资源。

总之，传统化工行业，为我们创造了丰富的物质基础和能源，但是化工产品在生产过程中的残余物，有毒有害物质等环境污染问题也日益显现。而今我国大力提倡开发绿色化工，并把它作为一项长期发展的基本国策，可见其对整个化工产业及环保事业的重要性。其中，绿色化工技术的开发和应用能大大的减少化工产品生产加工过程中的负面影响，从而真正实现绿色环保，节能减排等目的，是当今化学工业发展的重要环节。

［1］探究绿色化工的进展及展望【EB/OL】www.3edu.net.

［2］徐国际.1，3-二羰基化合物直接烷基化固相绿色化合成方法研究【D】.南京理工大学，2009,01.

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.03.004

X38

A

1008-1267（2015）03-0010-02

2015-02-25